無機化學(xué)課后答案全解資料(武大吉大第三版)

第一章

1.某氣體在293K與9.97x10，Pa時占有體積1.910-dm，其質(zhì)量為0.132g,試求這種氣體的

相對分子質(zhì)量，它可能是何種氣體？

解

.由題知：質(zhì)量為0.132克的氣體其所對應(yīng)的物質(zhì)的量為：

PV=nRTn=PV/RT=997x1Q+x1.QxiO_1x10'3/8.314x293

=0.007776mol

因此該氣體的摩爾質(zhì)量為：M=m/n=0.132/0.007776=16.9717g/mol

所以該氣體為NH3.

2.一敝口燒瓶在280K時所盛的氣體，需加熱到什么溫度時，才能使其三分之一逸出？

解

由題知要使三分之一的氣體逸出瓶外即體積為原來的1.5倍而這T過程.壓力嫌^耗

不變故有：

等=竽所以有%=薛=280xL5a20K

s

3.溫度下,將1.01310Pa的N22dm3和0.5065Pa的O23dm，放入6dn?的真空容器中，求

Oz和M的分壓及混合氣體的總壓。

解

設(shè)氮氣分壓為厚氟氣分壓為B

故有等=即嚀=孕=1.013x105x2xl0-3/6X10-3=3,377X104Pa

同理：B=0.5065X105x3x10'3/6x10-3=5.91x1O^a

所以Ptu=+^2=3.377X104+2.53x104=5.91xlO^a

4.容器中有4.4gCO”14g甌12.8g0”總壓為2.02610’Pa,求各組分的分壓。

解

由題意知ncoi=m/mcm=4.4/44=0.Imol

甩助=mfmco2=14/28=0.5moi

瓷m=mtm=12.8/32=0.4.

ssmol

由道爾頓分壓定%Pcm=4"=2.026X105X0.1/(0.1+0.5+0.4)

=2.026x10^

P2n=片"X“=2.026X105X0.5/(0.1+0.5+0.4)

=1.013x1。匕

p=px

02%02=2.026X1Q5X0.2/(0.1+0.5+0.4)

=8.104x10^3

5.在300K,1.01310Spa時，加熱一敝口細(xì)頸瓶到500K,然后封閉其細(xì)頸口，并冷卻至原

來的溫度，求這時瓶內(nèi)的壓強.

解

由糜知當(dāng)瓶內(nèi)溫度升為5Q0K時，其氣體體積將變?yōu)樵瓉淼?/3倍

所以耐］氣體的物質(zhì)的量只占全部氣體的3/5,對應(yīng)的壓力為1.013x10中a降溫前瓶內(nèi)

的氣體的物質(zhì)的量不變

告=孕所以代入數(shù)據(jù)計算得舄=6.08xl04Pa

?2\t2

6.在273K和1.013x10sPa下，將1.0dm，潔凈干燥的空氣緩慢通過日￡一0一陽液體,在

此過程中，液體損失0.0335g,求此種液體273K時的飽和蒸汽壓。

解

此種氣體的摩爾質(zhì)量為46才mol

通空氣的前后，其氣體的體積變化可以忽略不記

PV=nET所以P=0.335x8.314x273/10-3x46=l.65x103Pa

7.有一混合氣體，總壓為150Pa,其中N?和&的體積分?jǐn)?shù)為0.25和0.75,求心和N?的分

壓.

解

%2=/^=150x0.25=37.5Pa

%=片"xf%Ao；=150x0.75=112.5Pa

8.在291K和總壓為1.013、10'Pa時，2.70dm，含飽和水蒸汽的空氣,通過CaCL干燥管，

完全吸水后，干燥空氣為3.21g,求291K時水的飽和蒸汽壓。

解

3.21g空氣在291K,2.7升的容積中其壓力為

PV=nRT

所以^=3.21x291x8.314/29x0,0027=99185Pa

所以水的蒸氣壓為嚴(yán)械“線”弱，=2.12X10SPa

9.有一高壓氣瓶，容積為30dm)能承受2.6xl(fPa,問在293K時可裝入多少千克0?而

不致發(fā)生危險？

解

mPVM.

Pv=nRT^—所以m=■■=2.6X107X0.03X0.032/8.314X293

AiRE

=10.25Kg

10.在273K時，將同一初壓的4.0dn?N?和1.0dm3壓縮到一個容積為2dm，的真空容器

中，混合氣體的總壓為3.26x10sPa,試求

(1)兩種氣體的初壓；

(2)混合氣體中各組分氣體的分壓；

(3)各氣體的物質(zhì)的量.

解

1）由于N2和H2始終在同一壓力下氣體體積比為4:1,故氣體的物質(zhì)的量比為4:1

所以混合氣體中為2=3.26xlOsxO,8=2.608x10^3

又月匕=FAQ囁2

所以4=2.608x105X2X10-3/4X10-3

=1.304x105Ps

即岫和5的初壓為1.304xl05Pa

2）由題解⑴知'%=2,608xl05Pa

0或=3.26x105x02=6.52x104%

3）「N2Vm="N2RT

所以nm="力tRT-2.608x1（PX2X10-3/8.314x273

=0.23mol

同理：=0.057mol

11.273K時測得一氯甲烷在不同壓強下的密度如下表:

P/1051.0130.6750.5070.3380.253

p/g-dm-32.30741.52631.14010.757130.56660

用作圖外推法⑷對「及）得到的數(shù)據(jù)求一氯甲烷的相對分子質(zhì)量。

解

可得出一氯甲烷的相對分子質(zhì)量是50.495

12.(1)用理想氣體狀態(tài)方程式證明阿佛加德羅定律;

(2)用表示摩爾分?jǐn)?shù)，證明%-二

%

(3)證明癥=也

vM

證明：(1)PV=nRT

當(dāng)P和T一定時，氣體的V和n成正比

可以表示為V8n

(2)在壓強一定的條件下，VS=V,+V2+V3+-----

根據(jù)分體積的定義，應(yīng)有關(guān)系式

P總％=nRT

混合氣體的狀態(tài)方程可寫成P.eV『nRT

Vi_ni

又包=xi所以Xi--

n八

3)”=匹

又pV=；N(m(

缶zl=:_3kT

所以,=

vM

13.已知乙醛的蒸汽熱為25900J?mol\它在293K的飽和蒸汽壓為7.58x10,Pa,試求在

308K時的飽和蒸汽壓。

解

由克勞修斯-克拉貝龍方程知:

[P[二(1_1)

g月-2.303X8.314至N

設(shè)308K時飽和蒸汽壓為R,則有

P,

lg—=25900x(1/308-1/293)/(2.303x8.314)

P<L

代入數(shù)據(jù)計算得g=1.272xl(]5pa

14.水的氣化熱為40kJ-mol",,求298K時水的飽和蒸汽壓。

解

由克勞修斯-克拉貝龍方程：

101325=40000

氣舄2.303X8.314298373

舄=3945由

15.如圖所示是NaCl的一個晶胞，屬于這個晶胞的C「（用?表示）和Na，（用。表示）

各多少個？

Na+。

C1-0

解

在一個晶胞中

n(Cl->l/8x8+l/2x6^l

nCNa^lx1+1/4x12=4

第三章

1.原子中電子的運動有何特點？幾率與幾率密度有何區(qū)別與聯(lián)系？

答

具有波粒二象性的電子并不冢宏觀物體那樣沿著固定的軌道運動

幾率密度：在單位體積內(nèi)捌!的幾率

幾率：電子在空「恥現(xiàn)的機會.

二者區(qū)別是：幾率是泛指電子出現(xiàn)的機會，料旨名范圍；

而幾率是針對單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機會而言.

兩者聯(lián)系：都是描述電子在空間出現(xiàn)的幾率的物理量.

2.什么是屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)？怎樣解釋同一主層中的能級分裂及不同主層中的能級交

錯現(xiàn)象？

答

屏蔽效應(yīng)：由于其他電子對某一電子的排斥而抵消一部分核電荷.從而使有效核電荷降

低.肖國尋了核電荷對電子的吸引.

鉆穿效應(yīng)：由于電子的鉆穿作用不同而導(dǎo)致其能量發(fā)生變化的現(xiàn)冢.

同一主層的能級分裂及不同主族中的能級交錯現(xiàn)象都可以由屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)來解

釋，具體地對于同一主族的能級.其能級高低要取決于有效核電荷數(shù)，而有效核電僦又決

定于其主量子數(shù)和角量子數(shù)，因此導(dǎo)致同一主層中各能級發(fā)生分裂，另夕M寸于同一主層其各

軌道上的的電子由于其鉆穿效應(yīng)的能力不同.也可以導(dǎo)致能級分裂

時于不同主層中的能級交量見冢也可以用上述方法解釋.

3.寫出原子序數(shù)為24的元素的名稱、符號及其基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)式，并用四個量子數(shù)

分別表示每個價電子的運動狀態(tài)。

答

24號元素為銘，基態(tài)電子結(jié)構(gòu)式為：Is22s22P63s23P63d54sl

4.已知M"離子3d軌道中有5個電子，試推出：（1）M原子的核外電子排布；（2）M原子的

最外層和最高能級組中電子數(shù)；（3）M元素在周期表中的位置。

答

（1）MnIs22s22P63s23P63d$4，

（2）最外層2個電子，最高首級組中電子5個

（3）位置是第四周期.第VDB族

5.按斯萊脫規(guī)則計算K,Cu,：［的最外層電子感受到的有效核電荷及相應(yīng)能級的能量。

答

K能級分組為：(ls)2Qs,2p)8(3s,3P寅4sy

。=0.85X8+10X1=16.8

22

&產(chǎn)-13.6X(19-16.8)/4=-4.114ev

Cu能級5湖(Is)2Qs,2P)8邯,3叭3鏟(45)1

0=0.85X18+1X10=25.3

E45=-13.6X(29-25.3)74--11.64ev

I的自繳分組為(IS)2(2s,2p)S(3s,3p)8(3d)w(4s,4p)8(4d)10(5s,5p)?

o=0.35X640.85X18+28=45.4

Es尸T3.6X(53-45.4)75!=31.42ev

6.根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的知識，寫出第17號、23號、80號元素的基態(tài)原子的電子結(jié)構(gòu)式。

答

77A7s

17號元素Cl,其電子結(jié)構(gòu)式為：Is2s2P3s3P

23好元素v.其電子結(jié)構(gòu)式為：1sz2s22p63s23p63ds4s2

80號藤Hg,其電子輛式為：1^2sJ2p63sl3p63du4ss4pMdw4fl'5sf5p65d,06sI

7.畫出s,p,d各原子軌道的角度分布圖和徑向分布圖，并說明這些圖形的含意。

答見課本65頁

s電子云它是球形對稱的。

P電子云它是呈無柄的梗鈴形。

d電子云形狀似花瓣。

8.描述原子中電子運動狀態(tài)的四個量子數(shù)的物理意義各是什么？它們的可能取值是什

么？

答

主量子數(shù)n用來描述原子中電子出現(xiàn)幾率最大區(qū)域離核的遠(yuǎn)近.或者說它決定了電子

的能量高低的重要因素.

角量子數(shù)1決定了原子軌道或電子云的形狀

磁量子數(shù)m決定了原子軌道或電子云在空間的伸展方向

自旋量子數(shù)里說明了電子自旋的兩種狀態(tài)。

在n確定的情況下，1只能取0到n-1這幾個值，而m則能取±1，±（1-1）…0這21-1

個值

對于ms只取士1/2

9.下列各組量子數(shù)哪些是不合理的，為什么？

(1)n=2,1=1,m=0(2)n=2,1=2,m=-l

(3)n=3,1=0,m=0(4)n=3,1=1,m=l

(5)n=2,1=0,m=-l(6)n=2,1=3,m=2

不合理的有（2）（5）（6）

1取值時只能小于n所以（2）?（6）不合理

而當(dāng)1=0時m只食邸。故（5）不合理。

10.下列說法是否正確？不正確的應(yīng)如何改正？

（1）s電子繞核運動，其軌道為一圓周，而電子是走S形的；

（2）主量子數(shù)n為1時，有自旋相反的兩條軌道；

（3）主量子數(shù)n為4時，其軌道總數(shù)為16,電子層電子最大容量為32;

（4）主量子數(shù)n為3時，有3s,3p,3d三條軌道。

（1）這種說法是錯誤的.原因是沒有搞清清楚電子的運動已經(jīng)不同于T意義上的宏

觀物體的運動.所說的圓周及8型只是原子軌道角度分布圖.并不具有軌道的含義.

（2）不正確.主量子數(shù)n為1時.只有一條原子軌道.

（3）主量子數(shù)n為4時.其軌道總數(shù)為16.電子層有32個電子是正確的.

（4）有3s,3px,3pz，3pv,3djw,3dyz,34k3d）t2-vi3/8道.

11.將氫原子核外電子從基態(tài)激發(fā)到2s或2p,所需能量是否相等？若是氮原子情況又會怎

樣？

將氫原子核外電子從基態(tài)激避」2s或即能級上,其消耗的能量相等這是因為氫原子是

單電子原子古起2s和2p上的電子的能量目等.

而對于氮原子2s和2p的電子能量不同，嬲發(fā)到2s和2p軌道上消耗的自韁不相同.

12.通過近似計算說明，12號、16號、25號元素的原子中，4s和3d哪一能級的能量高？

對于12元素的電子其電子分組：(Is?)(2/2P6)(3s2,3p°X3d0X4^)

對于3d軌道假設(shè)有一電子.則有：

0=1X12=12

_2

E3d=-13.6X(12-12)/9=0ev

而對于4s軌道上的電子

0=0.85X2+1X10=11.7

22

豳E4s=-13.6X(12-11.2)/4=-0.0765ev

即：E3d<E4s

對于16號元素其電子分組為

(1SZ)(2sZ,2p6)(3s2,3p)(3d°)(4s°)

對于3d軌道

0=1X16=16

所以E3d=-13.6X(16-16)2/9=0ev

而對于4s軌道上的電子

a=0.85X6+1X10=15.1

所以E4s=-13.6X(16-15.1)*/4=-0.688ev

E3d<E4s

對25號元素，其電子分組為(Is?)(2s2,2p‘)(3s：3p6)(3d5)(4sz)

3d軌道上的電子

0=0.35X4+1X18=19.4

E3d=-13.6X(25-19.4)Z/9=-47.38ev

對于4s軌道上的電子

0=0.35+0.85X13+10=21.4

E4s=~13.6X(25-21.4)74=~11.016ev

所以E4s>E3d

13.根據(jù)原子軌道近似能級圖，指出下表中各電子層中的電子有無錯誤，并說明理由。

元素KLMN0P

19289

答

元素KLMN0P

192881

222892

3028182

3328185

6028182282

14.說明在同周期和同族中原子半徑的變化規(guī)律，并討論其原因。

在場周期中，從左到右隨著原子序數(shù)的增大，原子核的電荷數(shù)增大，對核夕隨子的吸

引力臂呈，使原子半徑變小的趨勢，同時由于新埴空的電子噌大了電子間的排斥作用，使原

子半徑有變大的趨勢，這是相互矛盾的因素，在外層電子未達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)之前.核電

荷的噌加占主導(dǎo)地位，故在同周期從左到右半徑變小，長周期中的主族元素的半徑變化情況

相似.過渡元素的原子半徑從左到右雖然也因核電荷的增加而減小，但減小的幅度都不同于

短周期中的情況.

在同一族中.從上到下雖然核電荷有使原子半徑減小的作用，但電子層的噌加，電子

數(shù)的鋤口是主要的因素致使從上到下半徑遞增，對于副族而言，由于斕系收縮的歌向，第六

周期過渡元素的原子半徑基本上與第五周期過渡元素原子半徑相等。

15.說明下列各對原子中哪一種原子的第一電離能高，為什么？

S與PA1與MgSr與RbCu與ZnCs與AnRn與At

題中各對元素均為同周期元素，T來說，再同一周期中，從左到右隨著有效核電荷的

噌加，半徑減小，第一電離能總的趨勢是增大，但由于電子構(gòu)型對電離能的影響叱可能會

造成某些反常艘

2

P>s因P電子構(gòu)型為353P\3P軌道半充滿，而S的電子結(jié)構(gòu)為333P4失去，失去

了一個電子后半充滿；

Mg>AlMg失去的是3s電子，而A1失去的是3p電子;E3s<E3p,3p電子能量高而

更易失去，同時，Mg電子構(gòu)型為3s2,3s軌道全充滿；A1的電子構(gòu)型為3s23Pl矢去了一

個電子后變成3s?3p。的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；

Sr>RbSr的核電荷比Rb多，半徑也比Rb小，其次Sr的5s?較穩(wěn)定

Zn>CuZn的核電荷比Cu多，同時Zn的3d軌道全充滿,4s軌道也全充滿，Cu的4s

軌道也半充滿，失去一個電子后為3dNs。穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

Au>CsAu為IB族元素，電子結(jié)構(gòu)為5dg6sL由于5d電子對6s電子的屏蔽作用較

小，有效核電荷大，半徑小，Cs為IB族元素，電子結(jié)構(gòu)為^y盼9】，失去一個電子后

變?yōu)?s25P°穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)

Ru>At由于為At鹵素，而Rn為八個電子的惰性氣體結(jié)構(gòu),很難失去最外層電子，

故第一電離能比At大.

16.電子親合能與原子半徑之間有何規(guī)律性的關(guān)系？為什么有些非金屬元素（如F,0等）

卻顯得反常？

一般來說，電子親和能隨原子半徑的減少而噌大，因為半徑小時，核電荷時電子的引力

噌大.因此電子親和能在同周期中從左到右呈噌加趨勢，而同族中從上到下呈激小的趨勢.

可以看出元素氧及元素氟的電子親和能并三朦大，而比同族中第二種元素的要小，這

種現(xiàn)黜現(xiàn)的主要原因是氧與氟原子半徑過小，電子云密度過高，以至當(dāng)原子結(jié)合一個電子

形成負(fù)離子是，由于電子間的相互作用排斥使放出的能量較小.

17.什么是元素的電負(fù)性？電負(fù)性在同周期，同族元素中各有怎樣變化規(guī)律?

常把原子在分子中吸引電子的能力叫做元素的電負(fù)性

在同一周期，從左到右電負(fù)性遞增；

在同一族中，從上到下電負(fù)性遞遍；

但對副族元素的電負(fù)性沒有明顯的變化.

18.若磁量子數(shù)m的取值有所變化，即m可取0,1,2,共1+1個值，其余不變。那么

周期表將排成什么樣？按新周期表寫出前20號元素中最活潑的堿金屬元素，第一個稀

有氣體元素，第一個過度元素的原子序數(shù)，元素符號及名稱.

答前20號元素中最活潑的堿金屬元素Rb

第一個稀有氣體元素是He

第一個過度元素的原子序數(shù)是21,元素符號是Sc,名稱銃

第四章

1.試用離子鍵理論說明由金屬鉀和單質(zhì)氯反應(yīng)，形成氯化鉀的過程？如何理解離子鍵沒有

方向性和飽和性？

答

金屬鐘與單質(zhì)氯都變?yōu)樵樱缓螳|原子失去一個電子成為^離子，而失去的電子為氯

原子所得，二者因靜電引力而吸引，之間得作用力成為離子鍵。

離子鍵沒有方向性可以這樣理解：陰離子與陽離子并非只有再某一方向才具有吸引力，

而是在任何方向都有力的作用，只不過當(dāng)距離遠(yuǎn)時其作用力小一點而已。

2.用下列數(shù)據(jù)求氫原子的電子親和能：

K(s)-?K(g)AH,=83kJ-mol-1

-1

K(g)-K*(g)AH2=419kJ-mol

-1

-H2(g)-H(g)△H3=218kJ-mol

2

--1

K*(g)+H(g)-KH(s)AH4=-742kJ-mol

K(s)+-H；(g)-KH(s)AH.=-59kJ-mol-1

2

解

現(xiàn)設(shè)計如下循環(huán)：

?周

4⑸+1/2H據(jù)------->KHCs)

J?H]j?H3▲

K(g)H(g)

|?H2?H

K+(g)H-(g)

I?I

?—

設(shè)氫原子的電子條和能為則有

AH5=AHI+AH2+AH3+AH+AH4

=-59-83-419-248+742=47lg/mol

3.C1F的解離能為246kJ-mol-1,C1F的生成熱為-56kJ?mo。CL的解離能為238

kJ-mol",試計算F2（g）解離能。

解

現(xiàn)設(shè)計如下循環(huán)

所以aH生=1/2^H解（C"）+1〃^H解（F2>△!!解

△H解（F2）=2（4H生+AH解）-解（Cl?）

=2X（246-56）-238

=142kj/mol

4.試根據(jù)晶體的構(gòu)型與半徑比的關(guān)系，判斷下列AB型離子化合物的晶體構(gòu)型:

BeO,NaBr,CaS,Rbl,BeS,CsBr,AgClo

答

屬于ZnS型的有：BeO,BaS;

屬于NaCl型的有:NaBr,CaS,Rbl,AgCl;

屬于C?型的有:CsBr

5.試從電負(fù)性數(shù)據(jù)，計算下列化合物中單鍵的離子性百分?jǐn)?shù)各為多少？并判斷哪些是離

子型化合物？哪些是共價型化合物？

NaF,AgBr,RbF,HI,Cui,HBr,CrCL

答

對于NaFXa-Xb=3.98-0.93=3.05離子性91%

對于AgBrXa-Xb=2.96-1.93=1.0離子性22%

對于RbFXa-Xb=3.98-0.79=3.19離子性92%

對于HIXa-Xb=2.66-2.2=0.4離子性4%

對于CuiXa-Xb=2.66-1.75=0.91離子性20%

對于HBrXa-Xb=2.96-2.2=0.76離子性14%

對于CsClXa-Xb=3.16-0.79=2.37離子性75%

6.如何理解共價鍵具有方向性和飽和性?

答

根據(jù)原子軌道最大重箴理，成鍵時，原子間總是盡可能的沿原子軌道最大重春的方向成

建，而對于原子軌道在空間有一定取向，所以對于這J1種原子軌道其只有沿著一定的方向才

能發(fā)生最九￡度的重登，因而具有方向性，共價鍵的飽和性可以這樣理解；共價鍵是由原子

軌道壁和共用電子形成的，而每個原子能提供的軌道和成單電子數(shù)目是一定的.

7.BF,；是平面三角形的幾何構(gòu)型，但NR卻是三角的幾何構(gòu)型，試用雜化軌道理論加以說

明。

根據(jù)雜化軌道理論：

BF3進行sp2等性雜化，其分子構(gòu)型為平面三角形,

NF3進行爾3不等性雜化，其分子構(gòu)性為三角醒.

8.指出下列化合物合理的結(jié)構(gòu)是哪一種？不合理結(jié)構(gòu)的錯誤在哪里？

(a)

b|=M=O:NP—N<三。：

：N=N=0：

(b)

：S—C=N：：s—C=N：

s—C=N—：S=C-N：

(c)

Cl

ClCl

a、對與NQ合理的結(jié)構(gòu)式是：因為其結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生比丘的形式電荷，不利于NzO存在

b、對于SCN合理的結(jié)構(gòu)為：錯誤的原因同上

c含有頗的結(jié)構(gòu)更合理.其達到了八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu).

9.在下列各組中，哪一種化合物的鍵角大？說明其原因。

（a）CFL和NH」（1））0e和（：120

（（：）皿3和而3（d）PH,和M3

答

(a)蹲角CH4>NH3

Ca分子的中心原子采用/等性雜化，誕角為109,28。，而NH3分子的中心原子為sp?

不等性雜化，有一對孤對電子，孤對電子的能量較低，距原子核較近，因而孤對電子對成健

電子的斥力較大，使NH3分子隆角變小，為10718。.

(b)隆角“OAOF2

和OF2分子的中心原子氧均為sd不等性雜化，有二對孤對電子，分子構(gòu)型為V

形.但配位原子F的電負(fù)的大于C1的電負(fù)性，OFz分子中兩成鍵電子對偏向配位原子F，

Cl20分子中成觸子對偏向中心原子0,在OF2分子中兩成健電子對間的斥力小而分子中

兩成觸五寸斥力大，因而C1a。分子的屣角大于OF?分子的犍角.TS都用配位原子與中

心原子電負(fù)性來解釋鍵角的大小.

>

(c)NH3NF3

NH3和NF3分子中，H和F的半徑都小，分子中H與H及F與F間斥力可以忽、略.

決定耀角大小的主要因素是孤對電子對成域子對的斥力大小.

NF3分子中成觸石寸偏向F原子，則N上的孤對電子更靠近原子核，能量更低，因

此孤對電子對成穗電子對的斥力更大.在MH?分子中，成鍵電子對偏向N原子，成域子

對間的斥力噌大，同時N上的孤對電子受核的弓I力不如NF3分子大.孤對電子的能量與成

建電萬寸的能量相差不大,造成孤對電子與成觸子時的壓力成觸子對和成解電不寸的斥

力相差不大。所以，NH3分子中健角與109,28外目差不大(為107,18°)

(d)腱角NH3>PH3

NH3分子和PH3分子的構(gòu)型均為三角錐型?配的目同，但中心原子不同.N的電負(fù)性大

而半徑小，P的電負(fù)性小而半徑大.半徑小電負(fù)性大的N原子周圍的孤又寸電子和成鍵電石寸

間盡量保持最大角度才能保持均衡，因而煙分子的鍵角接近10928。.此外PH?健角接近

90池可能與P有sp3勃道耳韁接近的3d軌道有關(guān)，如AsH3PH3PF3及H2s等腱角都接近

90°.

10.試用價層電子互斥理論判斷下列分子或離子的空間構(gòu)型。說明原因。

HgCbBCLSnCbNH3H2OPC15TeChCIF3

ici-SF6IF<FChCO2COCLS02N0C1

SO2CI2POChsofCIO-IOZF：

答

Hg“：Hg的電子對數(shù)2+2/=2為叩等性雜化雌型

B的電子對數(shù)3+3/2=3

BC13:為sp2等性雜化平面三角型

Sn的電子對數(shù)4+2/=3為叩2不等性雜化

SnCl2:直線型

為sp3不等性雜化

NH3：N的電子對數(shù)5+31三角錐型

HQ0的電子對數(shù)6+2/2=4為sp3不等性雜化V型

P的電子對數(shù)5+5/=5為sp3d等性雜化

PC15:三角雙磔

F的電子對數(shù)7+3/2=5為Sp3d不等性雜化

C1F3:T型

TeCl4:Te的電子對數(shù)6+4/=5為Sp3d不等性雜化四角錐型

I4：I的電子對數(shù)7+2+1/2=5為印3d不等性雜化直線型

S的電子對數(shù)6+6/2W

SF6：為Sp3d2等性雜化正八面體型

叫：I的電子對數(shù)7+5/2=6為印3d2不等性雜化四角儂

FC14：F的電石寸數(shù)7+4/=5.5為Sp3d2不等性雜化平面正方型

C02:C的電子又?jǐn)\4/2=2為sp等性雜化直線型

C的電子對數(shù)4+2/2=3為叩2等性雜化

COC12:平面三角型

S%S的電子對數(shù)6占3為印2不等性雜化V型

為Sp3不等性雜化

NOC12:N的電子對數(shù)5+2/=3.5三角錐型

SOCIJ：S的電子對數(shù)6+2/2=4為期3不等性雜化三角錐型

P的電子對數(shù)5+3/=4為Sp?等性雜化四面體型

POC13:

SOj2-：S的電子對數(shù)6+2/2=4為Sp3不等性雜化三角錐型

CIO；:C1的電子對數(shù)7+1/2X為Sp3不等性雜化V型

IO2F2-：I的電子對數(shù)7+1+2/2=5為爾3d不等性雜化四方磔

ii.試用價鍵法和分子軌道法說明必和莊分子的結(jié)構(gòu)。這兩種方法有何區(qū)別？

答見書177頁.

價鍵理論認(rèn)為形成共價鍵的電子只局限于兩個相鄰原子間的小區(qū)域內(nèi)運動，缺反對分

子作為一個整體的全面考慮，因此它對有些多原子分子，特別是有機化合物分子的結(jié)構(gòu)不能

說明，同時它對氫分子離子中的單電子鍵、氧分子中的三電子鍵以及分子的磁性等也無法解

釋。

分子軌道理論，著重于分子的整體性，它把分子作為一個整體來處理，比較全面地反

映了分子內(nèi)部電子的各種運動狀態(tài)，它不僅能解釋分子中存在的電子對鍵、單電子鍵、三電

子鍵的形成，而且對多原子分子的結(jié)構(gòu)也能給以比較好的說明。

12.今有下列雙原子分子或離子

Li2,Be；,B2,N；,HF,F2,CO*

①寫出它們的分子軌道式。

②計算它們的鍵級，判斷其中哪個最穩(wěn)定？哪個最不穩(wěn)定?

③判斷哪些分子或離子是順磁性。哪些是反磁性？

答

(1)分子軌道式如下：

*

Li2(al5^(als>(a2s)，

**

Be^als)^(als寅O2S)1Q2s)2

B2(als)?(als-必)?(<J2S>(7r2py)】(兀2Pzy

2222

N2(als)(als)(a2s)(a2s)(ic2py)'.2pz亢a2Pxy

HF(叫好2寅03)2(7C1)2(兀2p

***)*)

F《ols)\ols我02s寅G2s)2(a2px)2(兀2py)1兀2Pzy(z2py)(z2pz)

**

C0+(als^als九02s穴02s.(x2py)2(u2pz)2(G2px)1

(2渡級:

由公式：瞰=(成德分子軌道中電子數(shù)-反德分子勃道中電子數(shù))/2

得各電子或離子的鍵級為：

以:1E必:OR￡1N>：3HF:1月：1C0+：2.5

(3>艮據(jù)誕級的大小很B月顯此最穩(wěn)定，而B與最不穩(wěn)定，

順磁性的物質(zhì)為：B“CO'HF

反磁性為：LiNsBe(Be?不存在)

13.寫出01,0?,0；,0￡分子或離子的分子軌道式。并比較它們的穩(wěn)定性?

Oj\als^alsy(G2sy(G2s穴G2Px)2(%2py)"2pz)2(兀2py)1

***

Oj(als)^als亢G2s寅G2s)^(a2px)2(%2py)^x2pz)2(x2py)2

Qj(als)2(als)2(a2s)2(a2s)2(a2px)2(%2py)、兀2Pzy(x2py)282Pz)】

C＞22'(als)2(als)2(a2s)2(a2s)2(a2px)2(7t2py)2(%2pz)2(%2py)2mpz)2

鍵級為

+%

Ojs2.5，02：2，0；：1.5，02：1

所以穩(wěn)定性為：。2+＞。2＞。2＞。2*

已知分子其鍵角分別為。，。，。，判斷它們的中心原子軌道

14.NOz,C02,SO?132180120

的雜化類型？

答N。?分子的鍵角介于120至J180。之間，故其中心原子N的雜化趟為滔C。?其德

角為鼠型的故中心原子的雜化翹為sp,而S。鍵角為12。做是平面三角型，其中心原

子的雜化類型為sp\

15.寫出NO,,NO,NO-分子或離子的分子軌道式，指出它們的鍵級，其中哪一個有磁性？

NO+(als^als*)^(a2s)^(a2s*)2(%2py)"2pz)2(o2px)2為3

NO(als)2(als*)3(a2s)2(a2s*)2(%2py)-2pz)292pxy(*2py>鍵角為2.5

NOTQls,lals'ySZs為GZsy("2py)立篤2pz寅02Pxy(兀2py.)i(ir2pz)i鍵角為2

顯然穩(wěn)定性順序為：NO+>NO>NO-

16.舉例說明金屬導(dǎo)體，半導(dǎo)體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？

答

從能帶理論的觀點，一般固體者俱有能帶結(jié)構(gòu)，對于導(dǎo)體價電子的能帶是半滿的，或

價電子能帶雖是全滿的，但有空的能帶，且能帶量間隔很小，彼此能發(fā)生部分重瓷；對于

絕緣體，起域子者駐滿帶，導(dǎo)帶是空的，而且滿帶頂與導(dǎo)帶之間的能量間隔大；對于半導(dǎo)

體，滿帶被電子充滿，導(dǎo)帶是空的，但這種能帶結(jié)構(gòu)中禁帶寬度很窄.

17.簡單說明b鍵和7T鍵的主要特征是什么？

答

。鍵的特點是：兩個原子的成鍵軌道沿鍵軸的反向，以“頭碰頭”的方式重疊，原子重

普軌道部分，沿鍵軸呈圓柱對稱，由于成健軌道在軸向上的重普，故形成腱時原子軌道發(fā)生

最大程度的重疊，所以。的健能較大，穩(wěn)定性好；

兀健的特點是：兩個原子軌道以平行或“肩并肩”方式墓，原子軌道整部面寸通過

一個鰥的平面具有鏡面反對稱性：從原子軌道重普程度看，兀解九道壁程度比。穗軌道

重裳程度小，無蹲的鍵能小于。鍵的鍵能，所以兀鍵的穩(wěn)定性低于。腱，兀腱的電子活動

性較高，它是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者.

18.試比較如下兩列化合物中正離子的極化能力的大小:

①ZnCh,FeCl2,CaCl2,KCL

②SiCh,AlCh,PCls,MgCb,NaCL

答

(1)

極化能力：Zn^F^Ca^K+

Ca,KFe,Zn四個元素在同一周期，K+只有一個正點荷，極化能力最弱，Zn^Fe2*,Ca2+

帶正電荷數(shù)相同，Ca?+離子半徑為8電子構(gòu)型，F(xiàn)e2+為9-17電子構(gòu)型，為2+為建電子構(gòu)型

陽離子的有效核電荷Zn">Fe>>Ca?+所以極化能力靖+>F*>Ca2.

（2）極化能力

P>>Si4+>Al3+>Mg2+>Na+

19.試用離子極化的觀點，解釋下列現(xiàn)象：

①AgF易溶于水，AgCl,AgF,Agl難溶于水，溶解度由AgF到Agl依次減小。

②AgCl,AgBr,Agl的顏色依次加深。

答

由于F-與Ag+相互極化作用較弱，而AgCl,A④rAgl都存在一定的極化作用故

AgQLA審rAgl難溶于水中,對于AgClAgBr,AgI由CT到r其變形性越來起星，導(dǎo)致其相互

作用由C1到「逐漸變強，故導(dǎo)致起溶解度逐漸變小而顏色逐漸變?nèi)?

20.試比較下列物質(zhì)中鍵的級性的大小。

NaF,HF,HC1,HI,I2

答

鍵級大小順序：

NaF>HF>HCl>I2

21.何謂氫鍵？氫鍵對化合物性質(zhì)有何影響？

答

氫鍵通?？捎肵-H...Y表示，X和Y代表NQF等電負(fù)性大，而且原子半徑較白的原

子，氫隧中X和Y可以是耐相同的元素，也可以是兩種不同的元素，形成氫屣時分子間

產(chǎn)生了較強的結(jié)合力使化合物的沸點及熔點顯著升高.

22.下列化合物中哪些存在氫鍵？并指出它們是分子間氫鍵還是分子內(nèi)氫鍵?

OH

不存在氫鍵的有：C6H6,CzHg

存在分子間氫鍵的有：

存在分子內(nèi)氫屣的有：KsBOsNHs

23.判斷下列各組分子之間存在著什么形式的分子間作用力？

①苯和CCL;②氮和水；③CO,氣體；④HBr氣體；⑤甲醇和水。

（1）色散力（2）色散力誘導(dǎo)力

（3）色散力（4）色散力誘導(dǎo)力取向力

（5）色散力誘導(dǎo)力取向力氫腱

24.試判斷Si和L晶體哪種熔點較高，為什么？

答

由于Si晶體是典型的原子晶體

而0晶體是典型的分子晶體所以Si晶體的熔點比一晶體高的多

第五章

1.說出Ball”SiH4,NH3,ASH3,Pdk和HI的名稱和分類？室溫下各呈何種狀態(tài)？哪種氫

化物是電的良導(dǎo)體？

答

BaH2SiH4NH3AsH3PdH0.9HI

氨化鋼甲硅烷氨月申把氫合金

氫化物分離子型氫化物：BaH2

金屬型氫化物：PdHog

分子型氨化物：SiHrNHw，AsH,，HI

2.如何利用路易斯結(jié)構(gòu)和價層電子對互斥理論判斷H￡e,PJL,HO的結(jié)構(gòu)?

答

+

H2Se折線型P2H4三角錐H30三角錐

3.寫出工業(yè)制氫的三個主要化學(xué)方程式和實驗室中制備氫氣最簡便的方法？

答

工業(yè)崎

水煤氣法

C+”2O(g)%%(g)+8(g)

烷的兌氫

CH2=CH2+%

兩性金屬與堿核反應(yīng)

Si+2NaQH+H2O7附30+2HAT

實驗室傳脩：+%sq-Z》S04+N2T

4.He在宇宙中豐度居第二位，為什么在大氣中He含量卻很低？

答

在太空，由于光的照射，很可能有一系列的核聚變或者核裂變發(fā)生，此時很可能就營邊

生成.而在大氣中，由于溫度、壓力、光照等一系列條件的玦乏，反應(yīng)無法發(fā)生.因此，在

宇宙中，房的含量很多，而在大氣中，屬含量卻很低.

5.哪種稀有氣體可用作低溫制冷劑？哪種稀有氣體離子勢低，可做放電光源需要的安全

氣？哪種稀有氣體最便宜？

答

低溫制冷劑：液He

離子勢低:Xe

最便宜：He

6.何為鹽型氫化物？什么樣的元素能形成鹽型氫化物？怎樣證明鹽型氫化物內(nèi)存在「負(fù)

離子？

鹽型氫化物I就是離子型氫化物I，是氫同電負(fù)性較小的堿金屬和喊土金屬直接化合時，愉向

于獲得一個電子，形成H?離子，這種性質(zhì)類似于鹵素。

離子型氫化物與水發(fā)生強烈反應(yīng)，放出氫氣.

NaH+HQ=凡+NaOH

+

H~+H=H2

7.為什么合成金屬氫化物時總是要用干法？38kg的氫化鋁同水作用可以產(chǎn)生多少dm，的氫

5

氣(298K,1.03xl0pa)?

解

因為金屬型氫化物同樣三薄容易水解，且反應(yīng)劇烈.

AlH3+3Hq=Al9H%+3%

rDT一叱3.8x103x8.314x298.3,3

-pV7-nRT="=----------------------------------=93xndm

丫101.3

8.怎樣純化由鋅同酸反應(yīng)所制得的氫氣？寫出反應(yīng)方程式。

答LaNis+3H2==LaNi5H6

壓強在(2-3)xiosPa,溫度是溫?zé)帷?/p>

9.試用反應(yīng)方程式表示制的氟化物XeF?和氧化物XeO,的合成方法和條件？

答

密(g)+3外(g)57球C>混外(g)

流的氟化物水解便可得到氧化物.

XeF6+2Hq=XeO3+6HF

10.寫出XeO,在酸性介質(zhì)中被「離子還原得到Xe的反應(yīng)方程式。

答

+

XeO3+6H+9I-=3I^+Xe+3H2O

11.巴特列脫用Xe氣和PtR作用，制得Xe的第一種化合物.在某次實驗中，PtR的起始壓

力為9.1xlO^Pa,加入Xe直至壓力為1.98*10-3Pa,反應(yīng)后剩余Xe的壓力為

1.68x10-4Pa,計算產(chǎn)物的化學(xué)式。

19.8X10-3-1.68XlO'4-g.1X1X10'4

兩個反應(yīng)物的壓力相等，即反財安1：1進行，生成的產(chǎn)物卻研2色6〕

12.XeOs水溶液與Ba(0H)?溶液作用生成一種白色固體.此白色固體中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分

別為：71.75%的BaO,20.60%的Xe和7.05%的0。求此化合物的化學(xué)式。

功71.75%20.6%7.05%、，.

解-------:-------:---------3:1:3

15313116

BaO:Xe:0==3:1:3

此化合物的化學(xué)式是Ba^XeO,。

13.比較VB法和M0法對XeF?分子結(jié)構(gòu)的處理。

答VB法見書232頁；

M0法見書234頁。

14.完成并配平下列反應(yīng)方程式:

(1)XeF,+C10；一

(2)XeF.+Xe-

(3)Na4XeOs+MnSO,+比SO,->

(4)XeF,+HQ-?

(5)XeO3+Ba(OH)2-

(6)XeF。+SiO；一

答①XeF,+2C10J+2H2O=Xe+2C10；+4HF

②加&+超=2烈鳥

③5Na,XeO$+2MnS0,+7H￡0,=5XeO3+2NaMnO4+7II20+9NazS04

④6加n+12H夕=2XeO3+4Xe+24HF+3Q

⑤2Xe(h+2Ba(OH)2=Ba2XeO6+Xe+02+2H；0

⑥2密線+甘。2=2滋。K+&&

第六章

1.理想氣體恒溫膨脹過程熱力學(xué)能不變，是否意味著理想氣體恒溫膨脹過程不做功？

答

&U=Q-W理想氣體恒溫膨脹逋熱力學(xué)能不變，但Q、W都有變化，隋相互

抵消，即吸收的熱全部用于作功.

2.計算體系的熱力學(xué)能變化，已